CN210586357U - 一种原位电动修复系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种原位电动修复系统，包括电源供电系统、电极井系统和电解液循环系统，所述电极井系统包括平行间隔设置的多个阳极电极井排组和多个阴极电极井排组，每个所述阳极电极井排组与每个所述阴极电极井排组之间交叉重叠设置，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过循环管路与所述电解液循环系统相连接，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过电缆线与所述电源供电系统相连接。

Description

一种原位电动修复系统

技术领域

本申请涉及土壤和地下水环境修复技术领域，特别涉及一种原位电动修复系统。

背景技术

随着我国工农业的快速发展，大量的重金属及有机污染物进入土壤并在土壤中不断积累，寻找合适的土壤修复技术成为了需要解决的环境修复问题。

当前污染土壤及地下水的修复技术主要包括溶剂淋洗、热脱附、蒸汽萃取、化学固定和生物修复，溶剂淋洗技术能够有效去除土壤中可溶性的有机或无机污染物，但对非水溶性的污染物以及密实型土壤，其应用将非常困难，另外，土壤淋洗过程中所使用的大量化学试剂对环境的影响也非常严重，热脱附和蒸汽萃取方法主要是针对具有挥发性的有机污染物以及金属汞污染的土壤。

采用化学固定方法虽可降低土壤中污染物的毒性，但该方法并不能从根本上清除污染物，一旦环境条件发生较大改变，污染物就可能重新释放，甚至可能产生“化学定时炸弹”。生物修复技术包括植物修复和微生物修复等，其中植物修复技术的关键是耐性植物或超积累植物的定向培育及条件优化，微生物修复主要针对土壤中的有机污染物，而对绝大部分的重金属则不能使用该方法。

常规的修复技术通常只针对某一种污染物效果较为良好，且需要进行异地修复，工程量大且修复成本高，同时修复过程中加入的化学试剂破坏了土壤的环境，破坏了土壤的属性，且常规的修复工艺无法对污染场地土壤和地下水同时进行修复，导致常规的修复技术存在诸多的局限性，因此寻找更为合理有效且修复成本较低的污染土壤和地下水修复技术成为了土壤环境修复领域技术的突破口。

实用新型内容

本申请的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种原位电动修复系统。

为实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种原位电动修复系统，包括电源供电系统、电极井系统和电解液循环系统，所述电极井系统包括平行间隔设置的多个阳极电极井排组和多个阴极电极井排组，每个所述阳极电极井排组与每个所述阴极电极井排组之间交叉重叠设置，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过循环管路与所述电解液循环系统相连接，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过电缆线与所述电源供电系统相连接。

可选的，所述电极井系统包括平行间隔设置的两个阳极电极井排组，在所述两个阳极电极井排组的外侧以及所述两个阳极电极井排组之间分别错位设置有一个所述阴极电极井排组。

可选的，每个所述阳极电极井排组包括并列间隔设置的多个阳极电极井，每个所述阳极电极井内置有正电极并通过电缆线与所述电源供电系统相连接，每个所述阴极电极井排组包括并列间隔设置的多个阴极电极井，每个所述阴极电极井内置有负电极并通过电缆线与所述电源供电系统相连接。

可选的，所述电解液循环系统包括阴极电解液循环系统和阳极电解液循环系统，所述阳极电解液循环系统通过循环管路与所述电极井系统中的每个所述阳极电极井相连接，所述阴极电解液循环系统通过循环管路与所述电极井系统中的每个所述阴极电极井相连接

可选的，所述阳极电解液循环系统包括电解液循环桶、潜水泵和废液收集桶，所述电解液循环桶的输入端通过循环管路与每个所述阳极电极井的出液口相连接，所述电解液循环桶的输出端通过管道与所述潜水泵的输入端相连接，所述潜水泵的输出端通过循环管道与每个所述阳极电极井的进液口相连接，并且所述潜水泵还通过管道与所述废液收集桶相连接，所述阴极电解液循环系统的结构与所述阳极电解液循环系统的结构完全相同。

可选的，所述阳极电极井包括井管，所述井管的顶部通过井盖密封，所述井管的底部通过堵头封塞，在所述井管靠近所述井盖一端的侧壁上设有进液口和出液口，所述进液口和出液口上下间隔布置，所述阴极电极井的结构与所述阳极电极井的结构完全相同。

可选的，在所述井管靠近所述堵头一端的侧壁上均匀间隔开设有渗缝，所述渗缝呈条形且缝长方向与井管管长方向一致，所述渗缝的缝长为20毫米至 50毫米且缝宽为1毫米至1.5毫米。

可选的，在所述井管的外周围设有密目网，所述井盖包括盖体，所述盖体的内、外侧分别设置有电极接头和电缆接头。

可选的，所述井管的直径为10厘米至11厘米。

本申请提供一种土壤和地下水复合污染场地原位电动修复的组合工艺，利用电流驱动污染物在场地内迁移富集，实现了污染场地的土壤及地下水的同步原位电动修复，有效提高了污染场地土壤和地下水的修复效率，并且修复过程中不需要加入其他化学药剂，不改变土壤本身的理化性质及其基本使用属性，有效提高了污染土壤和地下水修复工程效率，降低了工程施工量和工程施工成本，有利于实现电动修复的规模化应用。

附图说明

图1是本申请实施例的原位电动修复系统的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的阳极电井的结构示意图。

附图标记

1-阳极电极井，2-阴极电极井，3-电源供电系统，4-井管，5-井盖，51-电极接头，52-电缆接头，6-渗缝，7-进液口，8-出液口，9-堵头，10-密目网，11- 电解液循环桶，12-潜水泵，13-废液收集桶。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

本申请提供一种原位电动修复系统，如图1所示，包括电源供电系统3、电极井系统和电解液循环系统，所述电极井系统包括平行间隔设置的多个阳极电极井排组和多个阴极电极井排组，每个所述阳极电极井排组与每个所述阴极电极井排组之间交叉重叠设置，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过循环管路与所述电解液循环系统相连接，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过电缆线与所述电源供电系统3相连接用于获取电源。本申请的原位电动修复系统在进行环境修复时，所述电极井系统布设在污染场地中并通过所述电源供电系统3通入电流，使得污染场地的土壤和地下水中的污染物在电流作用下逐渐迁移进入所述电解液循环系统中，并在电极井内不断富集，随后对所述电解液循环系统中电解液收集集中处理，达到同时修复污染土壤及地下水。

本申请提供一种土壤和地下水复合污染场地原位电动修复系统，利用电流驱动污染物在场地内迁移富集，实现了污染场地的土壤及地下水的同步原位电动修复，有效提高了污染场地土壤和地下水的修复效率，并且修复过程中不需要加入其他化学药剂，不改变土壤本身的理化性质及其基本使用属性，有效提高了污染土壤和地下水修复工程效率，降低了工程施工量和工程施工成本，有利于实现电动修复的规模化应用。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，所述电极井系统包括平行间隔设置的两个阳极电极井排组，在所述两个阳极电极井排组的外侧以及所述两个阳极电极井排组之间分别错位设置有一个所述阴极电极井排组，每个所述阳极电极井排组包括并列间隔设置的多个阳极电极井1，每个所述阳极电极井1内置有正电极并通过电缆线与所述电源供电系统3相连接，每个所述阴极电极井排组包括并列间隔设置的多个阴极电极井2，每个所述阴极电极井2内置有负电极并通过电缆线与所述电源供电系统3相连接。

在上述实施例中，如图2所示，所述阳极电极井1包括井管4，所述井管 4的顶部通过井盖5密封，所述井管4的底部通过堵头9封塞，在所述井管4 靠近所述井盖5一端的侧壁上设有用于使电解液循环流动的进液口7和出液口8，所述进液口7和出液口8上下间隔布置，电解液自井管4上设置的进液口 7泵至井管4管腔内并浸没正电极，在所述井管4靠近所述堵头9一端的侧壁上均匀间隔开设有渗缝6，所述渗缝6呈条形且缝长方向与井管4管长方向一致，一般根据工艺需要设计渗缝6的长度和组数，所述渗缝6的缝长为20毫米至50毫米、缝宽为1毫米至1.5毫米，含有非金属污染物的地下水能够通过所述渗缝6渗入井管4，井管4内的电解液液位升高，电解液和污染物能够直接从出液口8流出，随着土壤污染物沿电场方向经设置在所述井管4靠近所述堵头5一端的侧壁上的渗缝6定向迁移到井管4内，这个过程中，含有非金属污染物的地下水渗入井管4，井管4内的电解液液位升高，电解液和污染物能够直接从出液口8溢出，为了防止井管4放置地下后，土壤颗粒堵塞井管4 的渗缝6，在所述井管4的外周围设有密目网10，所述密目网10是一种耐腐蚀、有一定强度和韧性且放置地下后可以防治土壤颗粒堵塞井管筛网的过滤网，同时可实现地下水以及土壤电解液的良好的流动性，所述井管4下端封塞有凸台状的堵头9，所述堵头9一般为非金属材质，例如为木质部件，所述井盖5 包括盖体，所述盖体的内、外侧分别设置有与正电极相连接的电极接头51和与电缆线相连接的电缆接头52。

可选的，所述井管4可以为聚氯乙烯材质，所述井管4的直径为10厘米至11厘米。

在本申请的实施例中，所述阴极电极井2与所述阳极电极井1的结构完全相同，区别仅在于所使用的电极材料不用，故阴极电极井2的结构在此不再赘述。

在本申请的一个实施例中，所述的电源供电系统3包括电源供电设备、交变电流转化器和可编程控制系统(PLC)，所述电源供电系统3设置于标准集装箱内，可方便设备搬运，增加了设备的移动运输能力，所述电源供电设备与外部电源连接为整个系统的运行提供电力保障，所述交变电流转化器可实现交 -直流电转化，为整个系统提供不同强度的直流电所述可编程控制系统可随时监控设备运行状态并随时调节设备运行情况，所述电源供电系统3包括90个可调节电流强度的阳极输出口和90个不可调节电流强度的阴极输出口，同时配备一个初级变压器和一个次级变压器提供电力支持，实现在规定限度内的电流强度调节。

在本申请的另一个实施例中，如图1所示，所述电解液循环系统包括阴极电解液循环系统和阳极电解液循环系统，所述阳极电解液循环系统通过循环管路与所述电极井系统中的每个所述阳极电极井1相连接，所述阴极电解液循环系统通过循环管路与所述电极井系统中的每个所述阴极电极井2相连接，使得所述阳极电极井1和所述阴极电极井2内的电解液能够在修复场地内的循环富集。

在上述实施例中，所述阳极电解液循环系统包括电解液循环桶11、潜水泵12和废液收集桶13，所述电解液循环桶11的输入端通过循环管路与每个所述阳极电极井1的出液口8相连接，所述电解液循环桶11的输出端通过管道与所述潜水泵12的输入端相连接，所述潜水泵12为电解液在阳极循环系统中的提供动力，所述潜水泵12的输出端通过循环管道与每个所述阳极电极井 1的进液口7相连接，并且所述潜水泵12还通过管道与所述废液收集桶13相连接。

本申请的阳极电解液循环系统通过循环管路将每个所述阳极电极井1的进液口7和出液口8与电解液循环系统连接起来，通过所述电解液循环桶11 进行循环，所述潜水泵12为电解液在阳极电解液循环系统中的循环提供动力，当电解液中污染物质浓度达到预设阈值时，将阳极电解液循环系统内的电解液排入废液收集桶内集中处理，并对阳极电解液循环系统内补充新的电解液。

本申请的阴极电解液循环系统与上述阳极电解液循环系统的结构和工作原理完全相同且均为独立运行，因此不再赘述。

本申请的原位电动修复系统的修复过程为，在各个系统运行前检查设备各连接处，保证电缆线接触良好，所述电源供电系统3通电后，同时开启阴极电解液循环系统和阳极电解液循环系统并调节各个电极井，保证各个电极井内的电解液匀速流动，调节分配到各个电极井上的电流强度，保证各电极井上的电流强度均等，电极井上的电极强度因场地内污染物浓度及其分布状态具体调节。定期检测所述电解液循环桶11内电导率数值，当阴极电解液循环系统和/或阳极电解液循环系统内的电解液的电导率强度不在增加时，关闭电源供电系统3，打开所述电解液循环桶11与所述废液收集桶13的阀门，将循环的电解液排入废液收集桶13内并进行无害化处理，然后对阴极电解液循环系统和/或阳极电解液循环系统内重新补充电解液并重新运行原位电动修复系统，重复上述操作，直至污染场地土壤和地下水中污染物浓度降低至修复目标阈值后再稳定运行两至三个运行周期。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种原位电动修复系统，其特征在于，包括电源供电系统(3)、电极井系统和电解液循环系统，所述电极井系统包括平行间隔设置的多个阳极电极井排组和多个阴极电极井排组，每个所述阳极电极井排组与每个所述阴极电极井排组之间交叉重叠设置，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过循环管路与所述电解液循环系统相连接，所述阳极电极井排组和所述阴极电极井排组分别通过电缆线与所述电源供电系统(3)相连接。

2.根据权利要求1所述的原位电动修复系统，其特征在于，所述电极井系统包括平行间隔设置的两个阳极电极井排组，在所述两个阳极电极井排组的外侧以及所述两个阳极电极井排组之间分别错位设置有一个所述阴极电极井排组。

3.根据权利要求1或2所述的原位电动修复系统，其特征在于，每个所述阳极电极井排组包括并列间隔设置的多个阳极电极井(1)，每个所述阳极电极井(1)内置有正电极并通过电缆线与所述电源供电系统(3)相连接，每个所述阴极电极井排组包括并列间隔设置的多个阴极电极井(2)，每个所述阴极电极井(2)内置有负电极并通过电缆线与所述电源供电系统(3)相连接。

4.根据权利要求1所述的原位电动修复系统，其特征在于，所述电解液循环系统包括阴极电解液循环系统和阳极电解液循环系统，所述阳极电解液循环系统通过循环管路与所述电极井系统中的每个所述阳极电极井(1)相连接，所述阴极电解液循环系统通过循环管路与所述电极井系统中的每个所述阴极电极井(2)相连接。

5.根据权利要求4所述的原位电动修复系统，其特征在于，所述阳极电解液循环系统包括电解液循环桶(11)、潜水泵(12)和废液收集桶(13)，所述电解液循环桶(11)的输入端通过循环管路与每个所述阳极电极井(1)的出液口(8)相连接，所述电解液循环桶(11)的输出端通过管道与所述潜水泵(12)的输入端相连接，所述潜水泵(12)的输出端通过循环管道与每个所述阳极电极井(1)的进液口(7)相连接，并且所述潜水泵(12)还通过管道与所述废液收集桶(13)相连接；

所述阴极电解液循环系统的结构与所述阳极电解液循环系统的结构相同。

6.根据权利要求3所述的原位电动修复系统，其特征在于，所述阳极电极井(1)包括井管(4)，所述井管(4)的顶部通过井盖(5)密封，所述井管(4)的底部通过堵头(9)封塞，在所述井管(4)靠近所述井盖(5)一端的侧壁上设有进液口(7)和出液口(8)，所述进液口(7)和出液口(8)上下间隔布置；

所述阴极电极井(2)的结构与所述阳极电极井(1)的结构相同。

7.根据权利要求6所述的原位电动修复系统，其特征在于，在所述井管(4)靠近所述堵头(9)一端的侧壁上均匀间隔开设有渗缝(6)，所述渗缝(6)呈条形且缝长方向与井管(4)管长方向一致，所述渗缝(6)的缝长为20毫米至50毫米且缝宽为1毫米至1.5毫米。

8.根据权利要求6所述的原位电动修复系统，其特征在于，在所述井管(4)的外周围设有密目网(10)，所述井盖(5)包括盖体，所述盖体的内、外侧分别设置有电极接头(51)和电缆接头(52)。

9.根据权利要求6所述的原位电动修复系统，其特征在于，所述井管(4)的直径为10厘米至11厘米。

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